张国栋
（山西六建集团陆海路桥公司，山西太原 030024）
HDPE 钢带增强螺旋管外电熔内热熔挤出焊接技术
张国栋
（山西六建集团陆海路桥公司，山西太原 030024）
结合工程实例，阐述了HDPE钢带增强螺旋波纹管外电熔内热熔挤出焊接的工艺原理，并详细归纳了其焊接的施工工艺和操作要点以及质量控制要求，以积累相关的经验，从而指导类似工程的施工。
HDPE螺旋波纹管，外电熔内热熔挤出焊接，质量控制
钢带增强螺旋波纹管作为一种新型地下管材已开始被广泛的应用，由于受各种条件的限制，单一方法焊接后的管道系统性并不能完全保证其密封性。对大管径连接采用内焊外联方式，其接口密封性好、强度环刚度高、耐腐蚀、施工快捷、管内接缝平整，越来越多被推广应用，本文结合工程实例，对该工艺的施工要点等与大家交流与探讨。
1 工程概况
古交市大川西路拓宽改造工程，其中雨水管设计采用HDPE钢带增强螺旋波纹管，DN1 500的雨水管长396 m，DN1 800的雨水管长441 m，雨水管接头采用管内热熔挤出焊接，管外电热熔带连接的组合接头焊接方式。
2 工艺原理
埋地用钢带增强聚乙烯（HDPE）螺旋波纹管是一种HDPE与钢带熔融复合的结构壁管，管壁结构由三个层次构成:内层是一个连续实壁内层管，内层管外缠绕复合钢带倒“U”形的环形波状钢带增强体，在涂复波状钢带增强体外复合有与钢带增强体波形相同的HDPE外层，该工程采用螺旋端口;依据管材缠绕成型、端部螺旋形的特点，先进行管外电熔带连接，即通过对镶嵌在电热带内表面的电热网加热，使电热带与管材波谷的聚乙烯层熔融成为整体管外连接好后，在管内切口处采用热熔挤出连接，两种焊接相结合组成内联外焊方式，达到“滴水不露”。
3 施工工艺流程
管道、管件的验收→沟槽开挖→管道基础→下管→焊接前工艺参数的确定→正式焊接前焊接准备→管外电熔带道焊接→管内热熔挤出焊接→闭水试验→沟槽回填。
4 主要操作要点
1）管道、管件的验收:施工前对管道外观及产品资料进行验收。目测其外观，管材内表面平整，外部波形应规整;管材内外壁应无气泡和可见杂质，熔缝无脱开。查验产品的检验报告及产品质量保证书。
2）管道基础采用土弧基础。a.对一般土质，应在管底以下原状土地基或经回填夯实的地基上铺设一层厚度为100 mm的中粗砂基础层。b.在管道土弧基础支承角范围内的腋角部位，须采用中粗砂或砂砾回填密实。c.管道基础中在机械连接部位的凹槽，宜铺设管道时随铺随挖，接头完成后，立即用中粗砂回填密实。
3）应根据管径大小、沟槽和施工机具装备情况，确定用人工或机械将管材放入沟槽。
4）管材连接，可以根据两个检查井之间的距离，在管沟旁焊接好相应长度的管道，待完全冷却后再放入沟槽;也可以在管沟内焊接，但必须在管下设支撑点，且支撑点要高于地下水位，待连接好后，再取下支撑点，把管放入沟内。
5）焊接前工艺参数的确定。根据厂家提供的电熔带焊接工艺参数进行试焊，确定工艺焊接参数，由经过培训考核合格的焊工进行焊接。根据环境条件设定熔料和热风温度，控制焊接的速度和焊接头在接合部的挤出压力来保证焊缝的质量。
6）焊接准备。a.检查焊接设备、电源是否正常。b.在焊接前检查待焊接管材两端面是否切割平整，将待焊面控制在管材波谷居中位置，两被焊管材调整在同一轴线。c.用洁净的布彻底将管道的外表面和电热熔带的内壁上的杂物清除掉（包括水汽），油类污物可用对PE材料焊接有帮助的溶剂擦拭。
7）电熔带焊接施工要点。a.检查:检查管道和电热熔带是否有损伤。b.包裹:用电熔带将已水平对齐的管道的要连接的部分紧紧圈住，电熔带接头应重叠100 mm～200 mm，包的时候有连接线的在内圈。PE棒也应在此端插入，紧靠此端头。c.紧固:外面再用耐热带紧固，端头与电熔带内圈同向并在同一位置。用夹钳夹紧，使电熔带与管壁紧靠在一起，同时在接口处管端内壁用可拆卸的工具支撑牢固。d.连接:将焊机的输出线端与电热熔带的连接线头相连接。e.焊接:根据试焊参数进行焊接，焊接在电熔焊机上设定好时间和档位。焊接时间结束后，取下连线夹子，再夹紧一次夹钳约1/4或1/2圈。焊接结束要充分冷却后才能移动管材。在冷却期间，可以进行下一个焊接。f.冷却:焊接时间结束时，风音器鸣响，电源自动断开，开始冷却，期间严禁移动振动管子，冷却时间夏天一般为20 min，冬天为10 min。在冷却时间可以进行下一接口的焊接。g.焊接检查:管外电热熔带焊接经过一段时间的冷却后，打开耐热带，观察焊接状况。
8）电热熔带焊接完毕，拆除管内支撑架，管内切口处进行热熔挤出焊。
9）热熔挤出焊施工要点。a.使用带热风装置良好的手提式挤出焊机。b.预热:焊接热风装置将待焊部位的聚乙烯预热，预热温度应控制在200℃～300℃左右，温度必须到使挤出的焊条能够与管材融为一体的范围内。c.进料:预热后，旋转主机和进焊条。d.焊接挤压:根据环境条件设定焊条和热风温度，热风在随焊机移动时，被焊接的材料表面经过热风吹过，变得失光，对焊条保持一定的焊接压力，焊接断面饱满。e.冷却:缓慢的冷却。f.检查:所有焊接断面必须饱满，不得有漏焊和断口现象。
10）闭水试验。回填土前应按规定采用闭水法进行严密性试验。
11）管道回填。管道安装检测合格后，立即回填土。沟槽回填从管底部位开始，用人工回填至离管顶0.5 m处，其余部位用机械从管道轴线两侧同时回填。回填时应对称分层夯实，以确保管道及检查井不产生位移。
5 质量控制
1）严把管材质量关，使用正规厂家的管材和配套材料。电热熔带连接时，必须严格按照电热熔带要求的技术指标和设备规定的操作程序进行。采用的电热熔带必须由生产厂配套供应。
2）保证管道切口规范。避免由于把电热熔带搭接的边完全切割，电热熔带无物附着，焊接强度完全缺失。
3）焊接区域必须保证清洁、干燥。对焊接区域内、外表面进行打磨处理，除掉氧化层。
4）焊接前，对齐管道后再连接，管道上下不齐不允许强行连接，强行连接造成缝隙太大，热熔挤出焊难以保证。
5）焊接前，保证电源接线，选择正确规格的电缆，防止电源较远，电缆较细。电压波降严重，焊接时间短，电流达不到要求，导致电热熔带焊接失败。
6）挤出热风在随焊机移动时，被焊接的材料表面经过热风吹过，变得失光即可，并非温度越高焊接强度越好。
7）挤出焊接保证焊接速度，焊接速度过快会使焊接强度差，没有足够的热量加工母材。
8）管道要放在稳固的地上并设置木垫块，管道和地面间距为200 mm左右。
9）管道基础必须垫稳，管底坡度不得倒流水，缝宽应均匀，管道内不得有泥土、砖石、砂浆、木块等杂物。
10）在管顶以上500 mm之内，不得回填大于100 mm的土块及杂物。
6 效益分析
1）施工效率:连接比较方便和灵活;施工工具和过程简单（只要焊枪和电源），操作方便，减少费用，加快进度。2）性能强:保证密封不泄漏;连接处有足够的强度和环刚度;全部聚乙烯焊接，保证耐腐蚀;管道内孔接缝被焊平，焊缝凸起很小，对排水功能没有影响。3）经济效益:钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的使用寿命为50年，而传统的管道（比如水泥管道）使用寿命最长仅有20年，因而钢带增强聚乙烯螺旋波纹管具有较强的经济优势。
［1］CECS 164∶2004，埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程［S］.
［2］GJ/T 225-2006，埋地排水用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管［S］.
On external fused and internal heatmelting extrusion welding technique of HDPE steel strip reinforced spiral corrugated pipeline
ZHANG Guo-dong
（Luhai Road and Bridge Company of No.6 Construction Group in Shanxi，Taiyuan 030024，China）
Combining with the engineering example，the paper illustrates the craftprinciple for the external fused and internalheatmelting extrusion welding technique of HDPE steel strip reinforced spiral corrugated pipeline，and sums up thewelding construction craft，the operation points and the quality control requirements，so as to accumulate relative experience and direct the construction of other projects.
HDPE spiral corrugated pipeline，external fused and internal heatmelting extrusion welding technique，quality control
TU758.11
A
10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.19.092
1009-6825（2012）19-0116-02
2012-04-01
张国栋（1979-），男，工程师
